Riprese da drone (DJI Mavic Professional 2) per produzione di immagini e video (Credits: Albonia asd)

Rilievo geometrico con laser scanner 3D per la creazione di un BIM delle quattro palazzine del Distretto Nord Orientale SNAM Rete Gas, in Corso Taranto 61/A a TORINO Lo Studio Errealcubo dell’Ing. Valentina Russo è stato incaricato del rilievo di tre palazzine del Distretto Nord Orientale SNAM Rete Gas ubicati in Corso Taranto 61/A, 10154 Torino, con lo scopo di fornire una nuvola di punti da integrare all’interno del processo BIM di riqualifica degli spazi. Per ottimizzare l’acquisizione dei dati si è deciso di impiegare un laser scanner 3D a variazione di fase Focus X120 (Faro), strumento particolarmente versatile per peso e dimensioni. Per ottenere il miglior risultato possibile nel tempo a disposizione si è scelto di adottare una configurazione variabile di acquisizione dei dati 3D, spaziando da una risoluzione di 0,7 cm@10 mt per le scansioni di collegamento o centrali nelle stanze fino ad una risoluzione di 2,4 cm@10 mt per i vani più piccoli.

Rilievo dell'area denominata Chã das Caldeiras situata nell'isola di Fogo, a Capo Verde

Rilievo e rappresentazione architettonica dell’immobile demaniale ex caserma “Tommaso Salsa” sito in Comune di Treviso

Rilievo Topografico e Fotogrammetrico
Il rilievo topografico di appoggio e di inquadramento è stato realizzato con la finalità di stabilire un sistema di riferimento tridimensionale locale inserito nel Sistema Geodetico Nazionale ETRF 2000. Il lavoro si è articolato in due fasi principali:
- materializzazione e rilievo della Rete dei punti principali mediante l’impiego della tecnica satellitare GNSS;
- materializzazione e rilievo delle Reti secondarie mediante l’impiego di una stazione totale di alta precisione.

Materializzazione e il rilievo della Rete dei punti principali
Dopo avere realizzato la Rete dei punti principali si è proceduto all’inquadramento del rilievo architettonico dei fabbricati nello stesso sistema di riferimento. Per quanto riguarda il rilievo fotogrammetrico delle facciate sono state acquisite le coordinate di un elevato numero di particolari architettonici nel predetto sistema di riferimento. A tal fine si è utilizzata la stazione totale Geomax modello ZOOM 35in modalità reflector-less, messa in stazione di volta in volta sui punti della rete principale ubicati nelle aree prospicienti le facciate stesse.
Per quanto riguarda l’inquadramento del rilievo degli interni, effettuato con tecniche dirette o con laser scanner 3D, sono stati preliminarmente materializzati numerosi vertici provvisori nelle stanze e nei vani scala dei fabbricati stessi. Tali vertici sono stati poi collegati alla Rete principale mediante reti secondarie rilevate con misure di angoli e distanze attraverso l’uso della stazione totale.

Rilievo fotogrammetrico dell’area
Il rilievo fotogrammetrico dell’intera area è avvenuto utilizzando un drone (Phantom3 Advanced) su cui è montato un gimball, che consente la rotazione di una fotocamera EXMOR 1/2.3” (Sony) da 12.4 megapixel, controllata a distanza. Il volo è stato pianificato in modo da garantire un ricoprimento longitudinale delle immagini del 80% e trasversale del 60% avendo preventivamente stabilito una quota di volo di 40 metri. Il drone è stato portato ad una altezza di circa 40 metri e sono state acquisite 79 immagini. Il tempo di acquisizione delle immagini è risultato inferiore a 5 minuti. Il pilotaggio del drone è stato effettuato da un operatore abilitato ENAC in un contesto confinato.

Rilievo fotogrammetrico delle facciate
Per il rilievo fotogrammetrico del fabbricato si è utilizzata una fotocamera Cyber-shot DSC-WX80 (Sony) montata su asta telescopica. Questo dispositivo ha consentito di portare la fotocamera fino ad una altezza di 11 metri e di controllarla in remoto, grazie alla possibilità di vedere in tempo reale sul display dello smartphone il campo inquadrato dalla fotocamera.

Rilievo Architettonico mediante metodi diretti e indiretti (laser scanner)
La fase di acquisizione geometrica degli interni si è sviluppata in due fasi in relazione alle differenti metodiche di rilievo, applicate in base al livello di complessità dello spazio. In particolare è stato impiegato il laser scanner 3D GLS-2000 (TOPCON), strumento a variazione di fase che può arrivare ad acquisire 120.000 punti al secondo, con una distanza di lavoro massima dichiarata di 500 metri e una accuratezza intorno ai 5 mm entro i 100 metri di acquisizione. Questo strumento è stato utilizzato per quelle porzioni di edificio geometricamente più articolate, come i blocchi scala e i sottotetti, caratterizzati da un sistema di travature a in legno a vista. In una fase successiva tuttavia si è scelto di estenderne l’utilizzo all’intero edificio 6, le cui volumetrie richiedevano una maggiore attenzione, e ad altre porzioni di edificio più semplici, ma che per ragioni di praticità ed organizzazione si è preferito rilevare con il laser scanner 3D. Il resto delle parti interne invece è stato rilevato mediante tecniche dirette.

(Credits: Aisi Studio di Ingegneria, www.aisiingegneria.com)

Sperimentazione svolta in collaborazione tra Fincantieri S.p.a., dipartimento di ingegneria dell’Università di Ferrara, Techno S.r.l. e Pettenati e Turchetto (Servizio chimico di Porto e HSE)

In seguito alla richiesta di collaborazione scientifica tra Università di Ferrara e FINCANTIERI S.p.A. proposta dall’Ing. Paolo Russo, docente di Topografia e Cartografia presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Ferrara, il giorno 6 maggio 2016 è stata svolta una sperimentazione presso il grande bacino di carenaggio della stessa Società a Trieste. Del team di esperti che hanno partecipato all’esperienza, oltre al personale tecnico messo a disposizione da Fincantieri, facevano parte Paolo Russo, con funzioni di coordinatore delle operazioni, i piloti Elena Zambello, Valentina Russo, Riccardo Bonora, collaboratori dell’Università, e Roberto Nicolucci ( Techno srl) e Alessandro Turchetto (Servizio Chimico di Porto e HSE).

Techno-hse e Pettenati e Turchetto chimici di porto

Errealcubo ha partecipato al progetto sperimentale di rilievo di cave e di impianti di gestione degli inerti attraverso l'impiego di tecniche e tecnologie avanzate in tutto il territorio nazionale.
Scopo del progetto è stato quello di identificare una procedura nuova per la quantificazione del materiale estratto ed accumulato.
Per l'acquisizione dei dati sono stati utilizzati elicotteri, multirotori e droni ad ala fissa, GPS e stazioni totali.

Rilievo aerofotogrammetrico da drone presso la discarica di Jolanda di Savoia (FE) al fine di ottenere ortofoto e sezioni nonché stimare il volume del lotto rilevato. Con un solo volo dell’aeromobile, ad una quota di 40 metri, sono state acquisite circa 85 immagini che sono state utilizzate per costruire il modello tridimensionale e l’ortofoto della discarica. Per scalare e georeferenziare il modello sono stati rilevati con un GPS-RTK 13 punti d’appoggio materializzati da appositi pannelli opportunamente posizionati sulla superfice della discarica. Dal modello sono state poi ricavate alcune sezioni significative dell’area in esame al fine di rappresentare il profilo altimetrico della discarica e le curve di livello ogni 2 metri. Il calcolo del volume è stato ottenuto da un’ulteriore elaborazione ed è di considerevole importanza per la programmazione della lavorazione del sito.

La modellazione tridimensionale e la generazione di rendering è parte integrante sia del processo di rilievo e rappresentazione dell’esistente, sia del processo di progettazione legato tanto alla scala architettonica quanto a quella dell’Industrial Design. Le differenti competenze all’interno dello Studio Errealcubo consentono di coprire tutte le casistiche, potendo fornire prodotti digitali adatti a qualsiasi genere di finalità.

L’acquisizione attraverso metodologie di rilievo 3D consente di acquisire enormi quantità di dati geometrici, grazie ai quali è possibile portare avanti alcune particolari analisi, quali l’analisi delle deformazioni o delle asimmetrie di un oggetto. Tali analisi riescono a mettere in evidenza le differenze esistenti fra le varie parti, localizzando eventuali anomalie e variazioni di forma. In ambito nautico, come nei due esempi riportati nella scheda, tale analisi risulta molto importante sia per identificare variazioni geometriche improvvise, asimmetrie e porzioni fuori dalle tolleranze costruttive o imposte dai regolamenti, legate di fatto al comportamento dalla barca in acqua.

credits: Politecnico di Milano - Prof. G. Guidi

Il processo di Reverse Modeling può avere come finalità quella di definire un calco digitale dell’oggetto reale, sul quale poter portare avanti analisi di tipo geometrico o procedere alla sua stampa 3D. In alcuni casi il modello poligonale ottenuto può servire come base per la costruzione di superfici matematiche e la creazione di modelli 3D finalizzati al progetto. Questo accade quando del prodotto non si ha più una traccia digitale (disegni o modelli) oppure quando si vogliono apportare delle modifiche ad un modello reale esistente, per poi rimetterlo in produzione. In entrambe i casi è necessario arrivare ad un modello poligonale molto accurato, attraverso strumenti di acquisizione 3D di precisione, quindi estrarre le informazioni geometriche di base dalle quali produrre il modello matematico completo, costituito dalle superfici primarie, secondarie e raccordi unite in continuità. Nei casi presentati (caso Limar e zuccheriera Alessi) il processo dal rilievo alla costruzione del modello matematico ha richiesto una tolleranza millimetrica o sub-millimetrica rispetto all’oggetto originale.

credits: Politecnico di Milano - Prof. M. Gaiani

Il progetto ha richiesto l’utilizzo di un sistema integrato di strumentazioni finalizzato alla acquisizione e creazione di un modello 3D. In particolare sono stati integrati laser scanner 3D basati sul principio della triangolazione e del tempo di volo, garantendo nel contempo una accuratezza globale all’interno dell’errore strumentale del TOF e una precisione nel dettaglio sub-millimetrica data dallo strumento a triangolazione. Il modello 3D è stato quindi poligonalizzato e ricostruito attraverso superfici matematiche. Queste ultime sono state confrontate con la griglia geometrica di riferimento della normativa per le gare olimpiche, verificandone le distanze e localizzando i punti della superficie fuori da tale tolleranza. Infine il modello matematico modificato è stato stampato con materiali invarianti alle dilatazioni termiche, creando di fatto un modello di riferimento esattamente uguale a quello virtuale, replicabile all’infinito.

credits: Politecnico di Milano - Prof. G. Guidi; Regione Lombardia

La partecipazione a differenti progetti nazionali ha consentito di acquisire una notevole esperienza nell’ambito del Reverse Modeling per il prodotto industriale, inteso come il processo di acquisizione e modellazione 3D di un oggetto esistente fino alla sua copia digitale. La tipologia dei prodotti industriali varia notevolmente sia a livello di geometria e finiture superficiali (dalle maquette ai prodotti finiti) che di dimensione (dai piccoli oggetti fino alle imbarcazioni), richiedendo di volta in volta la capacità di saper leggere le caratteristiche proprie dell’oggetto in relazione alle finalità del processo di Reverse, adattando di conseguenza la metodologia di acquisizione e di modellazione 3D.

credits: Politecnico di Milano - Prof. M. Gaiani

Rilievo della porzione di terreno adiacente ad un tratto ferroviario con l'ausilio di un aeromobile a pilotaggio remoto. La tecnica di rilievo utilizzata ha permesso di ricreare un modello 3d e l'ortofoto della zona. Dal modello sono stati eliminati gli elementi non appartenenti al terreno (es. case e alberi) ed è stato di conseguenza ottenuto un DTM (digital terrain model) dal quale sono state estrapolate le curve di livello. Dallo stesso modello si sono ricavate alcune sezioni di particolare importanza. La quota di volo scelta ha permesso di non sorvolare l'infrastruttura mantenendo da questa un'adeguata distanza di sicurezza. Il modello 3D è stato integrato nel rilievo svolto con strumenti topografici tradizionali dallo Studio Tecnico Geom. Marchesin (Rovigo) che ha inoltre fornito le coordinate dei punti necessari per la georeferenziazione del modello stesso.
Credits: Studio Tecnico Geom. Marchesin Samuele e Ing. Andrea Naliato (Rovigo)

Un drone è stato impiegato per ispezionare le attrezzature presenti all’interno di un capannone industriale. L’elevata altezza della struttura e delle attrezzature rilevate all’interno ne rendeva difficoltosa l’ispezione e il controllo con altre tecniche. L’acquisizione di foto permette di documentare dettagliatamente lo stato di conservazione degli impianti e della struttura nel suo complesso, evidenziando eventuali anomalie.

Drone equipaggiato con appositi dispositivi e sensori atti al prelievo di campioni di acqua a profondità variabile. Questa tecnica innovativa permette il monitoraggio della qualità delle acque, prelevandone campioni senza perturbare la superficie del corpo idrico. Un gps integrato permette la georeferenziazione dei prelievi. I dati di concentrazione possono di conseguenza essere elaborati in relazione al punto di campionamento, al fine di creare modelli di dispersione degli inquinanti nell’acquifero.

Rilievo con laser scanner e video ispezione tramite drone della superficie interna di un serbatoio di grandi dimensioni (altezza 20 metri e diametro 15 metri) utilizzato per lo stoccaggio di idrocarburi. Il rilevamento si è svolto dopo una fase di pulizia e bonifica dello stesso. Mediante l’impiego di un laser scanner è stato possibile effettuare la ricostruzione tridimensionale del serbatoio stesso da cui è stato possibile ricavarne le misure effettive. Un drone è stato appositamente equipaggiato con fari a led per permettere l’ispezione in un ambiente confinato in condizioni di scarsa visibilità. La superficie interna è stata dunque illuminata dal drone stesso ed è stato quindi possibile verificarne lo stato di conservazione dell’intero involucro.

Lo scopo dell'intervento era individuare il punto di discontinuità nella gabbia di Faraday lungo la copertura industriale. L'utilizzo del drone si è dimostrato necessario data l'altezza dell'edificio che rendeva impraticabile l'impiego di sistemi tradizionali

Rilievi di due campi coltivati uno a lattuga e l'altro a mais.
E' stato possibile individuare e quantificare la produzione di insalata e individuare nel contempo aree in stato di sofferenza attraverso l'ausilio di fotocamere RGB e l'utilizzo di camere multispettrali e il relativo calcolo dell'indice NDVI.

Rilievo di un campo di frumento nel ferrarese.
Errealcubo sta partecipando attivamente a ricerche universitarie finalizzate a mettere a punto tecniche di rilevamento multispettrale. Infatti, lo sviluppo di nuove tecnologie è sempre più necessario in ambito agricolo per aumentare la produttività e per far fronte alle nuove necessità ambientali. In particolare gli APR stanno trovando un’efficace applicazione in quella che oggi si definisce “agricoltura di precisione” (Precision Farming). Attraverso l’elaborazione dei dati acquisiti dall’APR si ottengono le cosiddette “mappe di prescrizione” georeferenziate che permettono di conoscere le giuste quantità necessarie di concimi, diserbanti e d’acqua per ogni diversa area omogenea del campo. Possono, quindi, essere messe a punto opportune strategie selettive a dose variabile per ottimizzare la produzione ed esaltarne la qualità, risparmiando risorse.

Rilievo e monitoraggio di un fabbricato ubicato nell'entroterra mantovana e colpito dagli eventi sismici del maggio 2012.
Il fabbricato riporta dei danni notevoli, come si può evincere dalle immagini. Sono state rilevati i quadri fessurativi e stimate le lesioni solamente dall'esterno, poiché non era sicuro entrare all'interno del fabbricato. Attraverso la ricostruzione tridimensionale è stato poi possibile compiere diverse analisi metrologiche, tra cui la valutazione degli strapiombi del paramento murario e quantificare l’entità del danno.

credits: Thesis Engineering Di Ing. Claudio Comastri - Sasso Marconi

Scopo del servizio è quello di intervenire rapidamente sul luogo dove si trova una coltura che ha subito dei danni per eventi atmosferici o altre cause ed acquisire nel più breve tempo possibile dati e informazioni indispensabili per la determinazione delle cause del danno e per la quantificazione dello stesso attraverso l’impiego dei SAPR.
Attraverso questo servizio è stato possibile:
- Ottenere un dataset di foto a diverse quote di volo che attestano la tipologia del danno;
- quantificazione dell’area della porzione di terreno agricolo colpita dal danno mediante restituzione fotogrammetrica di immagini fotografiche digitali acquisite da SAPR;
- stima della percentuale di coltura danneggiata ;
- Inquadramento cartografico

Il monitoraggio è consistito nel rilevamento altimetrico periodico dei punti di controllo mediante livellazione geometrica digitale di alta precisione e nella determinazione delle corrispondenti variazioni di quota nel tempo. Nel caso in esame è stato realizzato un impianto di monitoraggio consistente in 13 punti di controllo materializzati da altrettanti capisaldi. I capisaldi sono stati realizzati con barre cilindriche in acciaio inossidabile infisse stabilmente nella muratura dell’edificio a circa 30 cm dal suolo.

credits: Thesis Engineering Di Ing. Claudio Comastri - Sasso Marconi

Il sito oggetto di studio è costituito da due vigneti in località Piccioni, VicoBarone (PC) di superficie pari a circa 1 ha ciascuno, con esposizione prevalente est-ovest, distribuiti su un terreno con dislivello complessivamente pari a circa 20 mt. L’occasione è servita per sperimentare vari layout di APR con differenti tipologie di elettroniche, nonché diverse quote di volo, inclinazione dei sensori e velocità di traslazione. Come approccio agronomico si è fatta un’analisi per la validazione scientifica dei dati acquisiti da APR e confronto con le attuali metodologie. Il test ha mostrato che con un volo puntuale di soli 4 minuti è stato possibile ottenere la mappa dell’indice di vigore vegetativo (NDVI) di un vigneto di un ettaro circa rendendo possibile una pianificazione mirata degli interventi sulla coltura con un reale risparmio in termini di tempi e di costi.

Rilievo topografico di dettaglio di 12 km del canale stradale della nuova linea filoviaria 25, dal Capolinea Gomito al Capolinea Due Madonne, eseguito per conto di Tper Bologna.
Il rilievo è stato effettuato nel seguente modo:
- Materializzazione dei punti della rete stradale e rilievo tramite GPS (sistema UTM ED50*)
- Rilievo planimetrico attraverso l'impiego di stazione totale
- Rilievo dei prospetti per via fotogrammetrica (acquisizione dei PFA con stazione totale)

Credits: Studio di Ingegneria Luca Venturi, Bologna